聚氯乙烯纖維又稱氯綸，一種聚氯烯烴纖維。以聚氯乙稀為原料，濕法或干法紡絲制得的合成纖維。具有自熄性，為一般天然纖維、化學(xué)纖維所不具備，具有較好的保暖性、絕緣性且化學(xué)穩(wěn)定性高，耐磨性好，但耐熱、耐光性和導(dǎo)熱性差，不能熨燙，不能用蒸汽消毒、沸水洗滌和高溫染色，不可燃。
發(fā)展
聚氯乙烯(Polyvinyl 氯化物，聚氯乙稀)纖維是由聚氯乙烯樹脂紡制的纖維，我國簡稱氯綸。早在1913年克拉特(F.Klatte)用熱塑擠壓法制得第一批PVC纖維，但此工藝以后并未應(yīng)用。1930年德國I．G公司的休伯特(E.Hubert)和帕博斯特(Pabst)、內(nèi)希特(Necht)把聚氯乙稀溶于環(huán)己酮中，進(jìn)而在含30%醋酸的水溶液中用濕法紡絲制得了服用的聚氯乙烯纖維，隨后，正式以商品名皮斯發(fā)森(Pece Fasern)開始生產(chǎn)。在當(dāng)時的技術(shù)條件下，這種生產(chǎn)方法的難度較大，故發(fā)展很慢、到20世紀(jì)50年代初PVC纖維才作為一種工業(yè)產(chǎn)品出現(xiàn)。
聚氯乙烯纖維具有原料來源廣泛、價格便宜、熱塑性好、彈性好、抗化學(xué)藥品性好、電絕緣性能好、耐磨、成本低并有較高的強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，特別是纖維阻燃性好，難燃自熄，限氧指數(shù)LOI高達(dá)37.1%。但由于聚氯乙烯纖維耐熱性差，對有機(jī)溶劑的穩(wěn)定性和染色性差，從而影響其生產(chǎn)發(fā)展，與其他合成纖維相比，一直處于落后狀態(tài)。近年來，出現(xiàn)了所謂第二代聚氯乙烯纖維，其耐熱性比傳統(tǒng)的聚氯乙烯纖維有很大提高。同時隨著生活水平的提高，人們的安全意識越來越強(qiáng)，對于床上用品、兒童及老人睡衣、室內(nèi)裝飾織物、消防用品、飛機(jī)、汽車、輪船內(nèi)倉用品等，很多國家都提出了阻燃要求。聚氯乙烯纖維作為阻燃纖維材料通過原料與生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn)與提高，將廣泛應(yīng)用于消防、軍隊(duì)、宇航、冶金、石化等特種行業(yè)。
性能
聚氯乙烯纖維較硬，強(qiáng)度在合成纖維中是較低的，與棉相似。
聚氯乙稀耐熱性較差，當(dāng)溫度達(dá)到65～70℃時即發(fā)生明顯的熱收縮。沒有明顯的熔點(diǎn)，其粘流化溫度約為170～220℃，而分解溫度為150～155℃，在該溫度下會有少量HCl放出，促使其進(jìn)一步分解，故必須加入堿性的穩(wěn)定劑中和HCl而抑制其自催化的裂解反應(yīng)。因而聚氯乙烯不僅不能采用熔體紡絲法紡絲，即使采用溫度較低的熱塑擠壓法紡絲，也必須加入適當(dāng)?shù)臒岱€(wěn)定劑。
聚氯乙烯是無定形聚合物，有少量微晶存在，聚氯乙烯的密度約為1.39～1.419/cm。聚氯乙烯纖維導(dǎo)熱性小，具有良好的保暖性，其保暖性比棉、羊毛好。聚氯乙稀大分子結(jié)構(gòu)中具有不對稱因素，所以具有很強(qiáng)的偶極矩，這就使聚氯乙烯纖維具有一定的靜電性，吸塵性好。聚氯乙烯不吸水，很難在一般的溶劑中溶解。濕法紡絲所用的溶劑有：二氯乙烷、四氯乙烷、氯苯、環(huán)己、四氫呋喃、二甲基甲胺、環(huán)氧丙烷以及R-環(huán)氧氯丙烷等。
聚氯乙烯纖維的獨(dú)特性能，也就是其優(yōu)點(diǎn)，就在于其難燃性。在高溫下，聚氯乙烯分解出大量的不燃性HCl氣體，一方面帶走大量的熱量，另一方面隔絕空氣，使火焰熄滅。聚氯乙烯纖維的極限氧指數(shù)LOI高達(dá)37.1%，在明火中發(fā)生收縮并炭化，離開火源便自行熄滅，其產(chǎn)品特別適用于易燃場所。
聚氯乙烯纖維對無機(jī)化合物試劑的穩(wěn)定性好，室溫下在大多數(shù)無機(jī)酸、堿、氧化劑和還原劑中，纖維強(qiáng)度幾乎沒有損失或很少降低。聚氯乙稀易發(fā)生光老化，當(dāng)其長時間受到光照時，大分子會發(fā)生氧化裂解。
聚氯乙烯纖維的主要缺點(diǎn)是耐熱性差，只適宜于40～50℃以下使用，65～70℃即軟化，并產(chǎn)生明顯的收縮。其次是耐有機(jī)溶劑性差和染色性差，雖不能被多數(shù)有機(jī)溶劑溶解，但能使其溶脹，一般常用的染料很難使聚氯乙烯纖維上色，所以生產(chǎn)中多數(shù)采用原液著色。
生產(chǎn)工藝
氯綸的生產(chǎn)工藝有濕法紡絲和干法紡絲兩種，產(chǎn)品均為短纖維。所用溶劑(或捏和劑)是丙酮，工藝流程如下：
1．濕法紡絲工藝流程
聚氯乙稀→捏和(溶脹)→溶解→過濾→調(diào)溫→紡絲→集束→水洗→拉伸→上油→干燥(熱定型)→卷曲→切斷→短纖維。
2．干法紡絲工藝流程
聚氯乙烯→捏和(溶脹)→溶解→過濾→調(diào)溫→紡絲→集束→拉伸→熱定型→上油→切斷→干燥→短纖維。
聚氯乙烯濕法紡絲所用凝固浴為丙酮水溶液，浴中丙酮含量控制在20%～22%，浴溫保持在35℃左右，紡絲速度一般取16～20m/min，絲條在凝固浴中的停留時間10～12s。得到的初生纖維經(jīng)水洗后再進(jìn)行拉伸。
聚氯乙稀干法紡絲時的套筒溫度取80～120℃，卷取速度100～200m/min。套筒長度可為3.5～6m。卷取速度越高，套筒長度應(yīng)越長。借助于熱空氣流使丙酮揮發(fā)而使原液細(xì)流凝固成纖維。紡絲套筒中的熱空氣被引出后進(jìn)行冷凝或用活性炭吸附以回收丙酮。為了保證生產(chǎn)安全，套筒內(nèi)空氣中的丙酮含量不得接近丙酮的爆炸極限(2.15%～13%，丙酮的體積分?jǐn)?shù))。
用途
聚氯乙烯纖維的產(chǎn)品有長絲、短纖維以及鬃絲等，以短纖維和鬃絲為主。
在民用方面，主要用于制作各種針織內(nèi)衣、毛線、氈子和家用裝飾織物等由聚氯乙烯纖維制作的針織內(nèi)衣、毛衣、毛褲等，不僅保暖性好，而且具有阻燃性，另外由于靜電作用，對關(guān)節(jié)炎有一定的輔助療效。
在工業(yè)應(yīng)用方面，聚氯乙烯纖維可用于制作各種在常溫下使用的濾布、工作罩、絕緣布，覆蓋材料等。另外，用聚氯乙稀纖維制作的防塵口罩，閃其靜電效應(yīng)，吸塵性特別好聚氯乙烯鬃絲主要用于編織窗紗、篩網(wǎng)、繩索等。另外，日本帝人公司研究人員發(fā)現(xiàn)，聚氯乙烯纖維與人體摩擦后會產(chǎn)生大量負(fù)離子，他們正試圖利用這一特性開發(fā)保健產(chǎn)品。
參考資料 >